專(zhuān)利名稱(chēng)：電壓發(fā)生器電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電壓發(fā)生器電路，更具體地說(shuō)，涉及一種內(nèi)置在半導(dǎo)體器件中的電壓發(fā)生器電路。
在電壓發(fā)生器電路中應(yīng)用降壓電路適合于減少由內(nèi)部電路的功率消耗的降低造成的漏源擊穿和柵極擊穿并使晶體管小型化。在希望安裝在具有省電模式的系統(tǒng)中的半導(dǎo)體器件中，在省電模式中切斷電壓發(fā)生器電路的運(yùn)行以切斷在內(nèi)部電路中消耗的電流。
附

圖1所示為根據(jù)第一已有技術(shù)的實(shí)例的電壓發(fā)生器電路100的示意電路附圖。電壓發(fā)生器電路100起降壓電路的作用，該降壓電路包括許多N-溝道MOS晶體管。給由N-溝道MOS晶體管組成的降壓晶體管Tr1的漏極輸送外部電源(高電位電源)Vcc并給其柵極輸送基準(zhǔn)電壓發(fā)生器電路(未示)所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vg。
降壓晶體管Tr1具有連接到內(nèi)部電路1的源極。當(dāng)基準(zhǔn)電壓Vg輸送到晶體管Tr1的柵極時(shí)，給內(nèi)部電路1提供內(nèi)部電壓(內(nèi)部電源電壓)Vdd，通過(guò)來(lái)自外部電源Vcc的電壓的晶體管Tr1的閾值Vthn降低該內(nèi)部電壓Vdd。
電容器C1耦合在晶體管Tr1的柵極和外部電源(低電位電源)Vss之間。電容器C1響應(yīng)在內(nèi)部電壓Vdd中的波動(dòng)降低了在基準(zhǔn)電壓Vg中所包括的耦合噪聲。
由N-溝道MOS晶體管組成的基準(zhǔn)電壓鉗位晶體管Tr2連接在晶體管Tr1的柵極和外部電源Vss之間。在柵極給晶體管Tr2輸送省電信號(hào)pd。當(dāng)在省電模式中省電信號(hào)pd上升到H電平時(shí)，晶體管Tr2接通以將基準(zhǔn)電壓Vg鉗位到外部電源Vss的電壓，由此使晶體管Tr1切斷。
電容器C2耦合在晶體管Tr1的源極(內(nèi)部電壓Vdd)外電源Vss之間。電容器C2用于使內(nèi)部電壓Vdd穩(wěn)定。電容器C2包括內(nèi)部電路1的寄生電容。
由N-溝道MOS晶體管組成的內(nèi)部電壓鉗位晶體管Tr3連接在晶體管Tr1的源極和外部電源Vss之間。在柵極給晶體管Tr3輸送省電信號(hào)pd。當(dāng)省電信號(hào)pd上升到H電平時(shí)，晶體管Tr3接通而晶體管Tr1仍然保持切斷，從而將內(nèi)部電壓Vdd鉗位到外部電源Vss的電壓，如附圖3所示。這種操作切斷了在省電模式中的內(nèi)部電壓Vdd，因此，防止了在內(nèi)部電路1中消耗電流。
在電壓發(fā)生器電路100中，當(dāng)從正常模式到省電模式的過(guò)渡中省電信號(hào)pd上升到H電平時(shí)，晶體管Tr2。Tr3都接通以降低基準(zhǔn)電壓Vg和內(nèi)部電壓Vdd，如附圖3所示。這時(shí)，與晶體管的Tr2的驅(qū)動(dòng)容量相比由于電容器c1和晶體管Tr1的電容都非常大，因此基準(zhǔn)電壓Vg根據(jù)響應(yīng)在晶體管Tr2接通時(shí)它的CR時(shí)間常數(shù)慢慢地降低。在這種情況下，在直到在基準(zhǔn)電壓Vg和內(nèi)部電壓Vdd之間的電位差降低到晶體管Tr1的閾值Vthn或更小的時(shí)間周期t1中，晶體管Tr1，Tr3都同時(shí)接通以使直通電流從外部電源Vcc流到外部電源Vss。該直通電流可能使外部電源Vcc的電壓降低并使內(nèi)部電路1產(chǎn)生故障。
此外，在電壓發(fā)生器電路100中，即使在省電模式中降壓晶體管Tr1的柵源電壓Vgs為0V，由于晶體管的物理特性在晶體管Tr1的漏極和源極之間也會(huì)流過(guò)亞閾值電流，這種亞閾值電流通過(guò)晶體管Tr3流進(jìn)外部電源Vss。
當(dāng)Vgs＝0V時(shí)，流進(jìn)N-鉤道MOS晶體管的亞閾值電流IL通常以下式(1)表示IL=I0W0W·10-Vtc/S]]>這里W是晶體管的溝道寬度；Vtc是當(dāng)恒定的漏源電流I0開(kāi)始流進(jìn)溝道寬度為W0的晶體管中時(shí)的柵源電壓，S是拖尾系數(shù)(tailingcoefficient)。
例如，從幾十到幾百微安(μA)的亞閾值電流流進(jìn)降壓晶體管Tr1，該降壓晶體管Tr1具有從幾十到幾百微米(μm)的溝道寬度，由此造成了在省電模式中增加電流消耗。
附圖2所示為根據(jù)第二已有技術(shù)實(shí)例的電壓發(fā)生器電路200的示意電路圖。電壓發(fā)生器電路200具有降壓電路的作用，該降壓電路包括許多P-溝道MOS晶體管。給由P-溝道MOS晶體管組成的降壓晶體管Tr4的源極輸送外部電源Vcc的電壓并給其柵極輸送由基準(zhǔn)電壓發(fā)生器電路所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vg。
通過(guò)基準(zhǔn)電壓發(fā)生器電路產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vg以使它隨著內(nèi)部電壓Vdd的增加而上升并隨著內(nèi)部電壓Vdd的降低而下降。此外，產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vg以使內(nèi)部電壓Vdd設(shè)置在比外部電源Vcc的電壓小預(yù)定的電壓的電壓上。
降壓晶體管Tr4具有耦合到內(nèi)部電路1的漏極。當(dāng)基準(zhǔn)電壓Vg輸送到晶體管Tr4的柵極時(shí)，給內(nèi)部電路1輸送內(nèi)部電壓Vdd。
由P-溝道MOS晶體管組成的基準(zhǔn)電壓鉗位晶體管Tr5連接在晶體管Tr4的柵極和外部電源Vcc之間。通過(guò)反相電路2在柵極給晶體管Tr5輸送省電信號(hào)pd。當(dāng)在省電模式中省電信號(hào)pd上升到H電平時(shí)，晶體管Tr5接通以將基準(zhǔn)電壓Vg鉗位在外部電源Vcc的電壓上，由此使晶體管Tr4切斷。
電容器C4耦合在晶體管Tr4的漏極(內(nèi)部電壓Vdd)和外部電源Vss之間。應(yīng)用電容器C4來(lái)穩(wěn)定內(nèi)部電壓Vdd。電容器C4包括內(nèi)部電路1的寄生電容。
由N-溝道MOS晶體管組成的內(nèi)部電壓鉗位晶體管Tr6連接在晶體管Tr4的源極和外部電源Vss之間。在柵極給晶體管Tr6輸送省電信號(hào)pd。當(dāng)省電信號(hào)pd上升到H電平時(shí)，晶體管Tr6接通而晶體管Tr4仍然保持切斷，從而將內(nèi)部電壓Vdd鉗位到外部電源Vss的電壓，如附圖4所示。這種操作切斷了在省電模式中的內(nèi)部電壓Vdd，因此，防止了在內(nèi)部電路1中消耗電流。
在電壓發(fā)生器電路200中，在從正常模式到省電模式的過(guò)渡中當(dāng)省電信號(hào)pd上升到H電平時(shí)，晶體管Tr5，Tr6都接通以降低基準(zhǔn)電壓Vg，并使內(nèi)部電壓Vdd下降，如附圖4所示。在這種情況下，與晶體管的Tr5的驅(qū)動(dòng)容量相比由于晶體管Tr4的電容非常大，基準(zhǔn)電壓Vg根據(jù)響應(yīng)在晶體管Tr5接通時(shí)它的CR時(shí)間常數(shù)慢慢地上升。因此，在直到在基準(zhǔn)電壓Vg和外部電源Vcc的電壓之間的電位差降低到晶體管Tr4的閾值Vthp或更小的時(shí)間周期t2中，晶體管Tr4，Tr6都同時(shí)接通以使直通電流從外部電源Vcc流到外部電源Vss。因此，該直通電流可能使外部電源Vcc的電壓降低并在內(nèi)部電路1中產(chǎn)生故障。
在電壓發(fā)生器電路100和200中，如果增加晶體管Tr2，Tr5的尺寸以改善電流驅(qū)動(dòng)容量，則可以以較高的速度降低或增加基準(zhǔn)電壓Vg。然而，如果增加晶體管Tr2，Tr5的尺寸以確保對(duì)應(yīng)于C1的負(fù)載驅(qū)動(dòng)容量和晶體管Tr1，Tr4的電容，則造成的電路面積增加將會(huì)阻止更高度的集成。
此外，在電壓發(fā)生器電路200中，即使在降壓晶體管Tr4的柵源電壓Vgs為0V時(shí)，亞閾值電流仍然流進(jìn)晶體管Tr4中，由此使電流消耗增加。
例如，人們已經(jīng)提出電壓發(fā)生器電路200以便在省電模式中將內(nèi)部電壓Vdd鉗位到外部電源Vdd的電壓中。電壓發(fā)生器電路200省去了附圖2的降壓電路的晶體管Tr6，在省電模式中接通晶體管Tr4以將內(nèi)部電壓Vdd鉗位到外部電源Vcc的電壓。在內(nèi)部電路1中由于流進(jìn)大量的N-溝道MOS晶體管中的亞閾值電流的緣故，使得這種電壓發(fā)生器電路200的電流消耗增加。
本發(fā)明第二目的是提供一種電壓發(fā)生器電路，這種電壓發(fā)生器電路能夠降低在省電模式中的亞閾值電流，從而降低了電流消耗。
在本發(fā)明的第一方面中，提供一種電壓發(fā)生器電路，這種電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以產(chǎn)生輸出電壓的電壓發(fā)生器?；鶞?zhǔn)電壓鉗位電路耦合到該電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位在第一電壓以切斷電壓發(fā)生器。輸出電壓鉗位電路耦合到電壓發(fā)生器以將輸出電壓鉗位在第二電壓?？刂齐娐愤B接到輸出電壓鉗位電路以在響應(yīng)省電信號(hào)切斷電壓發(fā)生器之后啟動(dòng)輸出電壓鉗位電路。
在本發(fā)明第二方面中，提供一種電壓發(fā)生器電路，該電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以產(chǎn)生使外部電源降壓的輸出電壓的電壓發(fā)生器?；鶞?zhǔn)電壓鉗位電路耦合到電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位到第一電壓以切斷電壓發(fā)生器。輸出電壓鉗位電路耦合到電壓發(fā)生器以將輸出電壓鉗位在第二電壓?？刂齐娐愤B接到輸出電壓鉗位電路以在響應(yīng)省電信號(hào)停止通過(guò)電壓發(fā)生器產(chǎn)生輸出電壓之后啟動(dòng)輸出電壓鉗位電路。
在本發(fā)明的第三方面中，提供一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括一種電壓發(fā)生器電路，該電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以產(chǎn)生內(nèi)部電壓的電壓發(fā)生器?；鶞?zhǔn)電壓鉗位電路耦合到該電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位在第一電壓以切斷電壓發(fā)生器。內(nèi)部電壓鉗位電路耦合到電壓發(fā)生器以將內(nèi)部電壓鉗位在第二電壓?？刂齐娐愤B接到內(nèi)部電壓鉗位電路以在響應(yīng)省電信號(hào)切斷電壓發(fā)生器之后啟動(dòng)內(nèi)部電壓鉗位電路。內(nèi)部電路耦合到電壓發(fā)生器和內(nèi)部電壓鉗位電路、通過(guò)內(nèi)部電壓?jiǎn)?dòng)并通過(guò)第二電壓切斷。
在本發(fā)明的第四方面中，提供一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括一種電壓發(fā)生器電路，該電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以降低外部電源以產(chǎn)生內(nèi)部電壓的電壓發(fā)生器?；鶞?zhǔn)電壓鉗位電路耦合到電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位到第一電壓以切斷電壓發(fā)生器。內(nèi)部電壓鉗位電路耦合到電壓發(fā)生器以將內(nèi)部電壓鉗位在第二電壓?？刂齐娐否詈系絻?nèi)部電壓鉗位電路以在響應(yīng)省電信號(hào)停止通過(guò)電壓發(fā)生器產(chǎn)生內(nèi)部電壓之后運(yùn)行內(nèi)部電壓鉗位電路。內(nèi)部電路耦合到電壓發(fā)生器和內(nèi)部電壓鉗位電路、通過(guò)內(nèi)部電壓?jiǎn)?dòng)并通過(guò)第二電壓切斷。
在本發(fā)明的第五方面中，提供一種控制電壓發(fā)生器電路的方法。該電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以產(chǎn)生輸送到內(nèi)部電路的內(nèi)部電壓的電壓發(fā)生器。該方法包括如下的步驟響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位到第一電壓以切斷電壓發(fā)生器；以及在切斷電壓發(fā)生器之后將內(nèi)部電壓鉗位到第二電壓以切斷內(nèi)部電路。
在本發(fā)明第六方面中，提供一種電壓發(fā)生器電路，該電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以產(chǎn)生輸出電壓的電壓發(fā)生器?；鶞?zhǔn)電壓鉗位電路耦合到電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位到預(yù)定的鉗位電壓以切斷電壓發(fā)生器。當(dāng)電壓發(fā)生器切斷時(shí)亞閾值電流降低電路降低流進(jìn)電壓發(fā)生器中的亞閾值電流。
在本發(fā)明第七面中，提供一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括電壓發(fā)生器電路，該電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以產(chǎn)生輸出電壓的電壓發(fā)生器。基準(zhǔn)電壓鉗位電路耦合到電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位到預(yù)定的鉗位電壓以切斷電壓發(fā)生器。當(dāng)電壓發(fā)生器切斷時(shí)亞閾值電流降低電路降低流進(jìn)電壓發(fā)生器中的亞閾值電流。內(nèi)部電路耦合到電壓發(fā)生器并通過(guò)輸出電壓?jiǎn)?dòng)。
在本發(fā)明的第八方面中，提供一種控制電壓發(fā)生器電路的方法，該電壓發(fā)生器電路具有產(chǎn)生輸出到內(nèi)部電路的內(nèi)部電壓的電壓發(fā)生器。該方法包括如下的步驟響應(yīng)省電信號(hào)切斷電壓發(fā)生器；以及將電壓發(fā)生器的內(nèi)部電壓設(shè)置到平衡電壓，在該平衡電壓上在切斷電壓發(fā)生器時(shí)流進(jìn)電壓發(fā)生器的亞閾值電流平衡了流進(jìn)內(nèi)部電路的亞閾值電流。
在本發(fā)明的第九方面中，提供一種控制電壓發(fā)生器電路的方法，該電壓發(fā)生器電路具有電壓發(fā)生器，該電壓發(fā)生器由MOS晶體管組成。該方法包括如下的步驟響應(yīng)省電信號(hào)切斷MOS晶體管；以及給晶體管的柵極和背部柵極極中的至少一個(gè)柵極提供一電壓，在該電壓下當(dāng)切斷MOS晶體管時(shí)可以切斷該亞閾值電流。
結(jié)合附圖，通過(guò)參考下文通過(guò)舉例的方式說(shuō)明本發(fā)明的原理的描述中將會(huì)清楚本發(fā)明的其它方面及其優(yōu)點(diǎn)。
附圖14所示為根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路的示意方塊圖；附圖15所示為根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路的示意電路圖；附圖16所示為根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路的示意電路圖；附圖17所示為根據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路的示意電路圖；附圖18所示為根據(jù)本發(fā)明的第十一實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路的示意電路圖；附圖19所示為根據(jù)本發(fā)明的第十二實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路的示意電路圖；附圖20所示為根據(jù)本發(fā)明的第十三實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路的示意電路圖；附圖21所示為根據(jù)本發(fā)明的第十四實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路的示意電路圖；附圖22所示為根據(jù)本發(fā)明的第十五實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路的示意電路圖；附圖23所示為根據(jù)本發(fā)明的第十六實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路的示意電路圖；附圖24所示為根據(jù)本發(fā)明的第十七實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路的示意電路圖；附圖25所示為根據(jù)本發(fā)明的第十八實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路的示意電路圖；附圖26所示為在附圖15的電壓發(fā)生器電路中的電阻和電壓之間的關(guān)系曲線(xiàn)圖；附圖27所示為在附圖15的電壓發(fā)生器電路中的電阻和電流之間的關(guān)系曲線(xiàn)圖；附圖28所示為在附圖15的電壓發(fā)生器電路中的電阻和電壓之間的關(guān)系曲線(xiàn)圖；附圖29所示為在附圖15的電壓發(fā)生器電路中的電阻和電流之間的關(guān)系曲線(xiàn)圖；附圖30所示為在附圖17的電壓發(fā)生器電路中的電阻和電壓之間的關(guān)系曲線(xiàn)圖；附圖31所示為在附圖17的電壓發(fā)生器電路中的電阻和電流之間的關(guān)系曲線(xiàn)圖；附圖32所示為在附圖17的電壓發(fā)生器電路中的電阻和電壓之間的關(guān)系曲線(xiàn)圖；附圖33所示為在附圖17的電壓發(fā)生器電路中的電阻和電流之間的關(guān)系曲線(xiàn)圖。
附圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路300的示意方塊圖。電壓發(fā)生器電路300包括電壓發(fā)生器11、基準(zhǔn)電壓鉗位電路21、內(nèi)部電壓鉗位電路22和控制電路12。電壓發(fā)生器11接收基準(zhǔn)電壓Vg并產(chǎn)生內(nèi)部電壓Vdd。基準(zhǔn)電壓鉗位電路21響應(yīng)省電信號(hào)pd將基準(zhǔn)電壓Vg鉗位到第一電壓Vss以切斷電壓發(fā)生器11。內(nèi)部電壓鉗位電路22將內(nèi)部電壓Vdd鉗位到第二電壓(在這種情況下為第一電壓Vss)。在響應(yīng)省電信號(hào)pd切斷電壓發(fā)生器11之后控制電路12啟動(dòng)內(nèi)部電壓鉗位電路22。由于電壓發(fā)生器11和內(nèi)部電壓鉗位電路22從來(lái)都不會(huì)同時(shí)啟動(dòng)，所以切斷了從外部電源Vcc到外部電源Vss的直通電流。
附圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路400的示意電路圖。半導(dǎo)體器件包括電壓發(fā)生器電路400和連接到電壓發(fā)生器電路400的內(nèi)部電路1。電壓發(fā)生器電路400包括降壓電路11a和在省電模式中控制降壓電路11a的控制電路12a。由于降壓電路11a在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于在附圖1中的電壓發(fā)生器電路100，所以對(duì)應(yīng)的部件以相同的標(biāo)號(hào)表示。在此，P-溝道MOS晶體管Tr1對(duì)應(yīng)于附圖5的電壓發(fā)生器電路11；P-溝道MOS晶體管Tr2對(duì)應(yīng)于附圖5的基準(zhǔn)電壓鉗位電路21；以及P-溝道MOS晶體管Tr3對(duì)應(yīng)于附圖5的內(nèi)部電壓鉗位電路22。
控制電路12a包括基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13a和鉗位信號(hào)發(fā)生器電路14a。在基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13a中，P-溝道MOS晶體管Tr11具有耦合到外部電源Vcc的源極和通過(guò)電阻R1耦合到N-溝道MOS晶體管Tr12、Tr13的漏極的漏極。電阻R1具有相對(duì)于晶體管Tr12的接通電阻足夠大的電阻值。
通過(guò)反相電路15a給晶體管Tr11、Tr13的柵極輸送省電信號(hào)pd。在晶體管Tr12的柵極輸送基準(zhǔn)電壓Vg。
在基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13a中，當(dāng)省電信號(hào)pd為L(zhǎng)電平時(shí)，晶體管Tr11切斷，而晶體管Tr13接通。因此，在晶體管Tr12，Tr13的漏極(節(jié)點(diǎn)N1)上的電壓降低到L電平，而與基準(zhǔn)電壓Vg無(wú)關(guān)。
當(dāng)省電信號(hào)pd上升到H電平時(shí)，晶體管Tr11接通，如果基準(zhǔn)電壓Vg比外部電源Vss的電壓大晶體管Tr12的閾值Vthn，則晶體管Tr12也接通。因此，在節(jié)點(diǎn)N1的電壓降低到L電平。
當(dāng)省電信號(hào)pd上升到H電平時(shí)，基準(zhǔn)電壓Vg降低到L電平，晶體管Tr11接通，而同時(shí)晶體管Tr12，Tr13切斷，使在節(jié)點(diǎn)N1上的電壓上升到H電平。
在節(jié)點(diǎn)N1上的電壓信號(hào)輸送到反相電路15b，經(jīng)反相的電壓信號(hào)從反相電路5b的輸出端(節(jié)點(diǎn)N2)輸送到鉗位信號(hào)發(fā)生器電路14a。
鉗位信號(hào)發(fā)生器電路14a包括NAND(“與非”)電路16a，16b和反相電路15c。從NAND電路16a的第一輸入端輸送反相電路15b的反相電壓信號(hào)。NAND電路16a的輸出信號(hào)輸送到NAND電路16b的第一輸入端，而省電信號(hào)pd輸送到NAND電路16b的第二輸入端。
NAND電路16b的輸出信號(hào)輸送到NAND電路16a的第二輸入端并還輸送到反相電路15c。反相輸出信號(hào)從反相電路15c的輸出端(節(jié)點(diǎn)N3)輸送到降壓電路11a的內(nèi)部電壓鉗位晶體管Tr3的柵極。
當(dāng)省電信號(hào)pd處于L電平時(shí)，NAND電路16b輸出H電平信號(hào)，因此在節(jié)點(diǎn)N3上的電壓設(shè)置到L電平以切斷晶體管Tr3。
當(dāng)省電信號(hào)pd上升到H電平時(shí)，基準(zhǔn)電壓Vg下降到L電平，晶體管Tr11接通，而晶體管Tr12，Tr13切斷，使在節(jié)點(diǎn)N1上的電壓上升到H電平。
當(dāng)在節(jié)點(diǎn)N1上的電壓上升到H電平時(shí)，給NAND電路16b輸送兩個(gè)H電平信號(hào)，使NAND電路16b輸出L電平信號(hào)，由此將在節(jié)點(diǎn)N3上的電壓設(shè)置到H電平上以接通晶體管Tr3。
接著，參考附圖7描述電壓發(fā)生器電路300的運(yùn)行。
當(dāng)在正常模式中省電信號(hào)pd處于L電平時(shí)，晶體管Tr2切斷，控制器12a將在節(jié)點(diǎn)N3上的電壓設(shè)置為L(zhǎng)電平，切斷在降壓電路11a中的晶體管Tr3。因此，降壓電路11a接收基準(zhǔn)電壓Vg，并給內(nèi)部電路1輸送內(nèi)部電壓Vdd。
當(dāng)運(yùn)行模式從正常模式中進(jìn)入省電模式時(shí)，停止輸送基準(zhǔn)電壓Vg，使省電信號(hào)pd上升到H電平。相應(yīng)地，在降壓電路11a中，晶體管Tr2接通以對(duì)在電容器C1上積累的電荷放電，使輸送到晶體管Tr1的柵極的基準(zhǔn)電壓Vg逐步降低。當(dāng)在基準(zhǔn)電壓Vg和內(nèi)部電壓Vdd之間的電位差等于或小于晶體管的閾值Vthn時(shí)，晶體管Tr1切斷。
在基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13a中，晶體管Tr11接通，而晶體管Tr13切斷。在這種情況下，當(dāng)基準(zhǔn)電壓Vg比外部電源Vss的電壓大晶體管Tr12的閾值Vthn時(shí)，晶體管Tr12保持在接通狀態(tài)，在節(jié)點(diǎn)N1的電壓保持在L電平，而在節(jié)點(diǎn)N2的電壓保持在H電平。因此，在節(jié)點(diǎn)N3的電壓保持在L電平，由此使晶體管Tr3仍然保持切斷。
接著，當(dāng)在基準(zhǔn)電壓Vg和外部電源Vss之間的電位差等于或小于晶體管Tr12的閾值Vthn時(shí)，晶體管Tr12切斷，使在節(jié)點(diǎn)N1的電壓上升到H電平，在節(jié)點(diǎn)N2的電壓下降到L電平。因此，給NAND電路16b輸送兩個(gè)H-電平信號(hào)，使在節(jié)點(diǎn)N3的電壓上升到H電平以接通晶體管Tr3。然后，晶體管Tr3的接通操作使內(nèi)部電壓Vdd下降到外部電源Vss的電壓。
根據(jù)第二實(shí)施例的內(nèi)部電壓發(fā)生器電路400具有如下的優(yōu)點(diǎn)(1)在省電模式中，晶體管Tr1切斷而晶體管Tr3接通，因此降壓電路11a將內(nèi)部電壓Vdd降低到外部電源Vss的電壓。因此，在省電模式中，節(jié)省了在內(nèi)部電路1中的無(wú)意義的電流消耗。
(2)當(dāng)運(yùn)行模式從正常模式進(jìn)入到省電模式中，在晶體管Tr1切斷之后控制電路12a接通晶體管Tr3。因此，切斷在降壓電路11a中的從外部電源Vcc到外部電源Vss的直通電流。
(3)在正常模式中，切斷基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13a，因此防止了基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13a消耗電流。
附圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路500的示意電路圖。電壓發(fā)生器電路500包括控制電路12b和降壓電路11a。降壓電路11a在結(jié)構(gòu)方面與第二實(shí)施例的降壓電路11a相同。
控制電路12b包括基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13b和鉗位信號(hào)發(fā)生器電路14b。基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13b包括差動(dòng)放大器。差動(dòng)放大器的P-溝道MOS晶體管Tr14，Tr15，Tr16的源極耦合到外部電源Vcc。晶體管Tr14，Tr15的柵極彼此耦合，并且耦合到晶體管Tr14的漏極。晶體管Tr14的漏極耦合到N-溝道MOS晶體管Tr17的漏極。
晶體管Tr15，Tr16的漏極耦合到N-溝道MOS晶體管Tr18的漏極(節(jié)點(diǎn)N4)。晶體管Tr17，Tr18的源極通過(guò)N-溝道MOS晶體管Tr19耦合到外部電源Vss。
在晶體管Tr17的柵極輸送有基準(zhǔn)電壓Vg，而在晶體管Tr16，Tr19的柵極有輸送省電信號(hào)pd。
電阻R2、電阻R3和晶體管Tr20串聯(lián)耦合在外部電源Vcc和外部電源Vss之間。晶體管Tr18的柵極耦合到在電阻R2和電阻R3之間的節(jié)點(diǎn)N6上。換句話(huà)說(shuō)，晶體管Tr18的柵極通過(guò)電阻R2耦合到外部電源Vcc并也通過(guò)電阻R3和N-溝道MOS晶體管Tr20耦合到外部電源Vss。在晶體管Tr20柵極輸送省電信號(hào)pd。
當(dāng)省電信號(hào)pd上升到H電平以接通晶體管Tr20時(shí)，在晶體管Tr18的柵極施加通過(guò)電阻R2和R3對(duì)在外部電源Vcc的電壓和外部電源Vss電壓之間的電位差進(jìn)行分壓所形成的電壓。實(shí)質(zhì)上將所分壓的電壓設(shè)置到晶體管Tr17的閾值Vthn。
在晶體管Tr15，Tr16和晶體管Tr18之間的節(jié)點(diǎn)N4通過(guò)反相電路15d耦合到晶體管Tr3的柵極。反相電路15d形成了鉗位信號(hào)發(fā)生器電路14b。換句話(huà)說(shuō)，反相電路15b接收在節(jié)點(diǎn)N4的電壓信號(hào)，并從輸出端(節(jié)點(diǎn)N5)將反相電壓信號(hào)輸送到降壓電路11的晶體管Tr3的柵極。
接著，參考附圖9描述電壓發(fā)生器電路500的運(yùn)行。
當(dāng)在正常模式中省電信號(hào)pd處于L電平時(shí)，在降壓電路11a中晶體管Tr2切斷。在基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13b中，通過(guò)處于L電平的省電信號(hào)pd將晶體管Tr16接通以將在節(jié)點(diǎn)N4的電壓設(shè)置為H電平。因此，在節(jié)點(diǎn)N5的電壓設(shè)置為L(zhǎng)電平以切斷晶體管Tr3，降壓電路11a接收基準(zhǔn)電壓Vg并給內(nèi)部電路輸送內(nèi)部電壓Vdd。
當(dāng)運(yùn)行模式從正常模式中進(jìn)入省電模式時(shí)，停止輸送基準(zhǔn)電壓Vg，使省電信號(hào)pd上升到H電平。相應(yīng)地，在省電信號(hào)11a中，晶體管Tr2接通以對(duì)在電容器C1上積累的電荷放電，使輸送到晶體管Tr1的柵極的基準(zhǔn)電壓Vg逐步降低。當(dāng)在基準(zhǔn)電壓Vg和內(nèi)部電壓Vdd之間的電位差等于或小于晶體管Tr1的閾值Vthn時(shí)，晶體管Tr1切斷。
在基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13b中，通過(guò)在H電平的省電信號(hào)pd切斷晶體管Tr16，而晶體管Tr19，Tr20接通。因此，啟動(dòng)基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13b，并在節(jié)點(diǎn)N6上產(chǎn)生恒定的電壓。
在此，當(dāng)基準(zhǔn)電壓Vg大于在節(jié)點(diǎn)N6的電壓時(shí)，晶體管Tr17保持在接通狀態(tài)，在節(jié)點(diǎn)N4的電壓保持在H電平，而在節(jié)點(diǎn)N5保持在L電平。因此，晶體管Tr3仍然保持切斷。
當(dāng)在基準(zhǔn)電壓Vg變得小于在節(jié)點(diǎn)N6的電壓時(shí)，晶體管Tr17切斷，晶體管Tr18接通，使在節(jié)點(diǎn)N4的電壓下降到L電平。這樣，在節(jié)點(diǎn)N5的電壓上升到H電平以接通晶體管Tr3。Tr3的接通操作導(dǎo)致內(nèi)部電壓Vdd下降到外部電源Vss的電壓。
第三實(shí)施例的內(nèi)部電壓發(fā)生器電路500除了具有與第二實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)以外，還具有如下的優(yōu)點(diǎn)。
由于在正常運(yùn)行模式中切斷基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13b，所以防止了在正常運(yùn)行模式中電流消耗的增加。
附圖10所示為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路600的示意電路圖。第四實(shí)施例的控制電路12c具有包括晶體管Tr18的基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13c，該晶體管Tr18的柵極(節(jié)點(diǎn)N6)通過(guò)電阻R4耦合到外部電源Vcc，并且通過(guò)二極管連接的N-溝道MOS晶體管Tr21還耦合到外部電源Vss。在基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13c和鉗位信號(hào)發(fā)生器電路14c中的其余結(jié)構(gòu)都與在第三實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)相同。
當(dāng)外部電源Vcc、Vss都接通時(shí)，通常將節(jié)點(diǎn)N6設(shè)置到比外電電源Vss大晶體管Tr21的閾值Vthn的電壓。因此，在第四實(shí)施例中的電壓發(fā)生器電路600以類(lèi)似于第三實(shí)施例的方式運(yùn)行。
附圖11所示為本發(fā)明第五實(shí)施例的電壓發(fā)生器的示意電路圖。第七實(shí)施例的降壓電路11b與附圖2的降壓電路200的結(jié)構(gòu)相同。電壓發(fā)生器電路700包括控制電路12d?？刂齐娐?2d包括基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13d和鉗位信號(hào)發(fā)生器電路14d。在此，N-溝道MOS晶體管Tr4對(duì)應(yīng)于附圖5的電壓發(fā)生器11；N-溝道MOS晶體管Tr5和反相器2對(duì)應(yīng)于附圖5的基準(zhǔn)電壓鉗位電路21；以及N-溝道MOS晶體管Tr6對(duì)應(yīng)于附圖5的內(nèi)部電壓鉗位電路22。
在基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13d中，P-溝道MOS晶體管Tr22，Tr23的源極耦合到外部電源Vcc，他們的漏極通過(guò)電阻R5耦合到N-溝道MOS晶體管Tr24的漏極。晶體管Tr24的源極耦合到外部電源Vss。電阻R5與晶體管Tr24的接通電阻相比具有足夠高的電阻值。
在晶體管Tr23，Tr24的柵極輸送省電信號(hào)pd。在晶體管Tr22的柵極輸送基準(zhǔn)電壓Vg。
在基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13d中，當(dāng)省電信號(hào)pd處于L電平，晶體管Tr24切斷，同時(shí)晶體管Tr23接通。因此，在晶體管Tr22，Tr23的漏極(節(jié)點(diǎn)N7)上電壓上升到H電平而與基準(zhǔn)電壓Vg無(wú)關(guān)。
當(dāng)省電信號(hào)pd上升到H電平時(shí)，如果在基準(zhǔn)電壓Vg和外部電源Vcc的電壓之間的電位差等于或小于晶體管Tr22的閾值Vthp，則晶體管Tr24接通，而晶體管Tr22也接通，使節(jié)點(diǎn)N7上升到H電平。
當(dāng)省電信號(hào)pd上升到H電平時(shí)，如果在基準(zhǔn)電壓Vg和外部電源Vcc的電壓之間的電位差等于或小于晶體管Tr22的閾值Vthp，則晶體管Tr24接通，而晶體管Tr22，Tr23切斷，使節(jié)點(diǎn)N7下降到L電平。
鉗位信號(hào)發(fā)生器電路14d省去了在第二實(shí)施例的鉗位信號(hào)發(fā)生器電路14a的輸入級(jí)中的反相電路15b。在節(jié)點(diǎn)N7上給鉗位信號(hào)發(fā)生器電路14d輸送電壓信號(hào)和省電信號(hào)pd。從鉗位信號(hào)發(fā)生器電路14d(反相器15c)的輸出端(節(jié)點(diǎn)N8)將輸出信號(hào)輸送到晶體管Tr6的柵極。
接著，參考附圖12描述根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路700的運(yùn)行。當(dāng)在正常模式中省電信號(hào)pd處于L電平時(shí)，切斷在降壓電路11b中的晶體管Tr5。此外，在鉗位信號(hào)發(fā)生器電路14d的節(jié)點(diǎn)N8的電壓保持在L電平以切斷晶體管Tr6。降壓電路11b接收基準(zhǔn)電壓Vg并將內(nèi)部電壓Vdd輸送給內(nèi)部電路1。
當(dāng)運(yùn)行模式從正常模式進(jìn)入到省電模式中時(shí)，停止基準(zhǔn)電壓Vg的電源，省電信號(hào)pd上升到H電平。相應(yīng)地，接通在降壓電路11b中的晶體管Tr5，使輸送到晶體管Tr4的柵極的基準(zhǔn)電壓Vg逐漸增加。當(dāng)在基準(zhǔn)電壓Vg和外部電源Vcc的電壓之間的電位差等于或小于晶體管Tr4的閾值Vthp，晶體管Tr4切斷。在基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路13d中，處于H電平的省電信號(hào)pd使晶體管Tr24接通并使晶體管Tr23切斷。在這種情況下，如果基準(zhǔn)電壓Vg比外部電源Vcc的電壓小晶體管Tr22的閾值Vthp時(shí)，晶體管Tr22保持接通狀態(tài)，節(jié)點(diǎn)N7保持在H電平。因此，節(jié)點(diǎn)N8保持在L電平，因此使晶體管Tr6保持在切斷狀態(tài)。
當(dāng)基準(zhǔn)電壓Vg和外部電源Vcc的電壓之間的電位差降低到晶體管Tr22的閾值Vthp時(shí)，晶體管Tr22切斷，使在節(jié)點(diǎn)N7的電壓下降到L電平，在節(jié)點(diǎn)N8的電壓上升到H電平，晶體管Tr6接通。晶體管Tr6的接通操作使內(nèi)部電壓Vdd下降到外部電源Vss的電壓。
第五實(shí)施例的內(nèi)部電壓發(fā)生器電路700具有與第二實(shí)施例的內(nèi)部電壓發(fā)生器電路400相同的優(yōu)點(diǎn)。
附圖13所示為根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路800的示意方塊圖。電壓發(fā)生器電路800包括控制電路12、延遲電路17和降壓電路11a(或降壓電路11b)。給控制電路12和延遲電路17輸送省電信號(hào)pd。
控制電路12可以是在第二至第五實(shí)施例中的控制電路12a至12d中的任一控制電路，控制電路12的輸出信號(hào)輸送到AND(“與”)電路18的第一輸入端。延遲電路17延遲省電信號(hào)pd預(yù)定的時(shí)間以產(chǎn)生延遲的省電信號(hào)pd。延遲的省電信號(hào)pd輸送到AND電路18的第二輸入端中。AND電路18的輸出信號(hào)輸送到降壓電路11a(或降壓電路11b)的內(nèi)部電壓鉗位晶體管的柵極。
當(dāng)運(yùn)行模式從正常模式進(jìn)入到省電模式中時(shí)，省電信號(hào)pd上升到H電平。在省電信號(hào)pd已經(jīng)上升到H電平之后，當(dāng)控制電路12和延遲電路17的輸出信號(hào)都上升到H電平時(shí)，通過(guò)AND電路18的輸出信號(hào)接通內(nèi)部電壓鉗位晶體管。因此，通過(guò)適當(dāng)設(shè)置延遲電路17的延遲時(shí)間，可以防止產(chǎn)生直通電流而不會(huì)使降壓電路11a(11b)失效。此外僅通過(guò)延遲電路17的輸出信號(hào)可以接通內(nèi)部電壓鉗位晶體管。
附圖14所示為根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路900的示意方塊圖。電壓發(fā)生器電路900包括電壓發(fā)生器11、基準(zhǔn)電壓鉗位電路212和亞閾值電流降低電路213。電壓發(fā)生器電路11響應(yīng)基準(zhǔn)電壓Vg產(chǎn)生內(nèi)部電壓Vdd。基準(zhǔn)電壓鉗位電路212響應(yīng)省電信號(hào)pd將基準(zhǔn)電壓Vg鉗位到預(yù)定的電壓以切斷電壓發(fā)生器11。當(dāng)電壓發(fā)生器11切斷時(shí)亞閾值電流降低電路213防止產(chǎn)生亞閾值電壓。
附圖15所示為根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1000的示意電路圖。電壓發(fā)生器電路1000包括替代附圖1的降壓電路100的晶體管Tr3的電阻R201。電阻R201耦合到在晶體管Tr1的源極(內(nèi)部電壓Vdd的輸出節(jié)點(diǎn)N1)和外部電源Vss之間。電阻R201的電阻值設(shè)置為1010歐姆或更大，即10GΩ或更大。
接著，描述電壓發(fā)生器電路1000的運(yùn)行。當(dāng)在正常模式中將在L電平的省電信號(hào)pd輸送到電壓發(fā)生器電路1000時(shí)，晶體管Tr2切斷。然后，基于基準(zhǔn)電壓Vg降低外部電源Vcc的電壓，內(nèi)部電壓Vdd輸送到內(nèi)部電路1。這時(shí)，由于電阻R201具有極高的電阻值，所以電阻R201不會(huì)影響內(nèi)部電壓的產(chǎn)生。
在將單元信息寫(xiě)進(jìn)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)的存儲(chǔ)單元或從該存儲(chǔ)單元讀取該單元信息時(shí)內(nèi)部電路1是一種可操作的控制電路，并且該控制電路包括常規(guī)的CMOS電路。
當(dāng)運(yùn)行模式從正常模式進(jìn)入到省電模式中，停止輸送基準(zhǔn)電壓Vg，省電信號(hào)pd上升到H電平。響應(yīng)地，晶體管Tr2接通以釋放在電容器C1上的積累的電荷，以使輸送到晶體管Tr1的柵極的基準(zhǔn)電壓Vg逐漸降低。
當(dāng)在基準(zhǔn)電壓Vg和內(nèi)部電壓Vdd之間的電位差等于或小于晶體管Tr1的閾值Vthn時(shí)，晶體管Tr1切斷。然后，內(nèi)部電壓Vdd下降到外部電源Vss的電壓。
當(dāng)在基準(zhǔn)電壓Vg和內(nèi)部電壓Vdd之間的電位差等于或小于晶體管Tr1的閾值時(shí)，亞閾值電流流進(jìn)晶體管Tr1中。
附圖26所示為在省電模式中在降壓電路1000中的電阻R201的電阻值和內(nèi)部電壓Vdd之間的關(guān)系曲線(xiàn)圖。
當(dāng)電阻R201的電阻值大約為105歐姆或更大并輸送3V的外部電源Vcc時(shí)，通過(guò)亞閾值電流將內(nèi)部電壓Vdd設(shè)置到大約0.3V。
附圖27所示為在電阻R201的電阻值和包括流進(jìn)晶體管Tr1的亞閾值電流Is1和流經(jīng)電阻R201的電流Ir1以及流進(jìn)內(nèi)部電路1的晶體管的亞閾值電流Is2的電流之間的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。
當(dāng)電阻R201的電阻值為105歐姆或更大(即10GΩ或更大)時(shí)，根據(jù)Kirchihoff定律，流進(jìn)晶體管Tr1的亞閾值電流平衡了流經(jīng)電阻R201的電流Ir1和流進(jìn)內(nèi)部電路1的晶體管的亞閾值電流Is2。在這種情況下，通過(guò)電壓發(fā)生器電路1000所消耗的電流大約為0.01微安，內(nèi)部電壓Vdd大約為0.3V。
由于電阻R201具有極高的電阻值，所以電阻201實(shí)質(zhì)上提供了一種在其中節(jié)點(diǎn)N1并不連接到外部電源Vss的狀態(tài)。
降壓電路1000具有如下的優(yōu)點(diǎn)。
(1)由于節(jié)點(diǎn)N1通過(guò)較高的電阻R201連接到外部電源Vss，所以在省電模式中降低了流進(jìn)降壓晶體管Tr1的亞閾值電流Is2。
(2)在已有的實(shí)例中，在省電模式中到達(dá)幾十微安的亞閾值電流流進(jìn)降壓晶體管Tr1。在第八實(shí)施例中，由于N1節(jié)點(diǎn)通過(guò)電阻值為10GΩ或更大的電阻R201連接到外部電源Vss，所以流進(jìn)降壓晶體管Tr1的亞閾值電流Is1降低到大約0.01微安。
(3)通過(guò)降低亞閾值電流Is1可以降低在省電模式中的電流消耗。
(4)附圖28和29所示為由于在運(yùn)行的過(guò)程中的波動(dòng)引起的在晶體管Tr1具有較高的電流驅(qū)動(dòng)容量時(shí)的電壓發(fā)生器電路的運(yùn)行。在這種情況下，如已有技術(shù)那樣如果在省電模式中節(jié)點(diǎn)N1連接到外部電源Vss，則大約有300微安的亞閾值電流流動(dòng)。通過(guò)在節(jié)點(diǎn)N1和外部電源Vss之間連接電阻R201，將流進(jìn)晶體管Tr1的亞閾值電流Is3降低到0.01微安。同時(shí)內(nèi)部電壓Vdd大約為0.35V。
附圖16所示為根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1100的示意電路圖。根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1100包括在第八實(shí)施例中的電壓發(fā)生器電路1000中的附加的晶體管Tr7。
給連接在節(jié)點(diǎn)N1和電阻201之間的晶體管Tr7的柵極輸送省電信號(hào)pd。在正常模式中通過(guò)處于L電平的省電信號(hào)pd切斷晶體管Tr7，并且在省電模式中通過(guò)處于H電平的省電信號(hào)pd接通該晶體管Tr7。當(dāng)在省電模式中接通晶體管Tr7時(shí)，通過(guò)與第八實(shí)施例類(lèi)似的方式通過(guò)電阻R201降低流進(jìn)晶體管Tr1的亞閾值電流。
由于在正常模式中切斷晶體管Tr7，切斷從節(jié)點(diǎn)N1通過(guò)電阻R201流進(jìn)外部電源Vss的電流以進(jìn)一步降低了電流消耗。
附圖17所示為根據(jù)本發(fā)明第十實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1200的示意電路圖。電壓發(fā)生器電路1200具有連接在節(jié)點(diǎn)N1和外部電源Vcc之間的電阻R202，該電阻R202替代了在第八實(shí)施例中的電阻R201。
在第十實(shí)施例中，電阻R202的電阻值設(shè)置為1010歐姆(即10GΩ)或更大。當(dāng)電阻R202具有較低的電阻值時(shí)，在省電模式中內(nèi)部電壓Vdd被設(shè)置到外部電源Vcc的電壓，使大約5微安的亞閾值電流流進(jìn)內(nèi)部電路1以增加電流消耗，如附圖31所示。
然而，如附圖30所示，由于將電阻R202的電阻設(shè)置為1010歐姆(即10GΩ)或更大，所以在省電模式中在晶體管Tr1切斷時(shí)內(nèi)部電壓Vdd內(nèi)設(shè)置為大約0.3V。此外，如附圖31所示，流進(jìn)晶體管Tr1的亞閾值電流Is5和流經(jīng)電阻R202的電流Tr3平衡了流進(jìn)內(nèi)部電路1的亞閾值電流Is6，使大約0.01微安的亞閾值電流Is5流進(jìn)晶體管Tr1。
因此，根據(jù)第十實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1200具有與根據(jù)第八實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1000的優(yōu)點(diǎn)類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)。
附圖32和33所示為由于在運(yùn)行的過(guò)程中的波動(dòng)的緣故在晶體管Tr1具有較高的電流驅(qū)動(dòng)容量時(shí)的電壓發(fā)生器電路1200的運(yùn)行。在這種情況下，如已有技術(shù)的實(shí)例那樣在省電模式中當(dāng)節(jié)點(diǎn)N1連接到外部電源Vcc時(shí)，大約100微安的亞閾值電流Is7流動(dòng)。在第十實(shí)施例中，連接在節(jié)點(diǎn)N1和外部電源Vcc之間的電阻R201將流進(jìn)晶體管Tr1的亞閾值電流Is7降低到大約0.01微安。同時(shí)，內(nèi)部電壓Vdd大約為0.35V。
由于電阻R202具有非常高的電阻值，電阻R202實(shí)質(zhì)提供了在其中節(jié)點(diǎn)N1不連接到外部電源Vcc的狀態(tài)。
附圖18所示為根據(jù)本發(fā)明的第十一實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1300的示意電路圖。電壓發(fā)生器電路1300包括第八實(shí)施例的電阻R201和第十實(shí)施例的電阻R202。電阻R201和R202都具有與在第八和第十實(shí)施例中的電阻具有相同的阻值，并且在正常運(yùn)行模式中都不影響內(nèi)部電壓Vdd的產(chǎn)生。
在省電模式中當(dāng)晶體管Tr1切斷時(shí)，流進(jìn)晶體管Tr1的亞閾值電流和通過(guò)電阻R202從外部電源Vcc流進(jìn)節(jié)點(diǎn)N1的電流平衡了通過(guò)電阻R201從節(jié)點(diǎn)N1流進(jìn)外部電源Vss的電流和流進(jìn)內(nèi)部電路1的亞閾值電流，在這種情況下，內(nèi)部電壓Vdd大約為0.3V。
通過(guò)上文所描述的運(yùn)行，第十一實(shí)施例也具有與第八實(shí)施例和第十實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)。
附圖19所示為根據(jù)本發(fā)明的第十二實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1400的示意電路圖。在第十二實(shí)施例中，通過(guò)電阻R203從外部電路50給節(jié)點(diǎn)N1輸送電壓以產(chǎn)生內(nèi)部電壓Vdd來(lái)在省電模式中降低流進(jìn)晶體管Tr1中的亞閾值電流。電阻R203具有防止在內(nèi)部電路1中產(chǎn)生亞閾值電流的較高的電阻。
從外部電路50中輸送的電壓包括如下的電壓強(qiáng)制外部基準(zhǔn)電壓Vref的電壓、大于外部電源Vcc的電壓的內(nèi)部電壓Vpp、小于外部電源Vss的電壓的電壓Vbb、內(nèi)部基準(zhǔn)電壓Vpr或者平衡晶體管Tr1的亞閾值電流和流進(jìn)內(nèi)部電路的亞閾值電流的電壓。
外部電路50優(yōu)選是具有較低的電流容量的電路，因此在省電模式中消耗較低的功率。此外，可以在正常模式中控制外部電路50的容量。
在省電模式中從外部電路50中輸送的電壓可以鉗位到外部電源Vcc或Vss的電壓。
附圖20所示為根據(jù)本發(fā)明第十三實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1500的示意電路圖。根據(jù)第十三實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1500是對(duì)根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1000的實(shí)例性的改進(jìn)，其中從基片電位發(fā)生器電路70給基準(zhǔn)電壓鉗位晶體管Tr2的源極輸送小于外部電源Vss的基片電流Vbb。由此在省電模式中所輸送的基片電壓Vbb防止了在晶體管Tr1中產(chǎn)生亞閾值電流。
第十三實(shí)施例省去了在第八實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1000中的電阻R201。
在正常模式中，電壓發(fā)生器電路1500以與第八實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1000類(lèi)似的方式運(yùn)行，該電壓發(fā)生器電路1500降低外部電源Vcc以產(chǎn)生內(nèi)部電壓Vdd。
在省電模式中，通過(guò)處于H電平的省電信號(hào)pd接通晶體管Tr2以將基片電壓Vbb施加到晶體管Tr1的柵極。基片電壓Vbb是將晶體管Tr1的柵源電壓設(shè)置為-0.5V或更大的電壓。在這種情況下，沒(méi)有亞閾值電流流進(jìn)晶體管Tr1，也沒(méi)有亞閾值電流流進(jìn)內(nèi)部電路1。
基片電位發(fā)生器電路70優(yōu)選是在省電模式中僅控制晶體管Tr1的柵極電位并具有非常小的驅(qū)動(dòng)容量的電路。
應(yīng)用常規(guī)的基片電位發(fā)生器電路可以輸送基片電壓Vbb。在這種情況下基片電壓發(fā)生器電路優(yōu)選具有在省電模式中單獨(dú)控制晶體管Tr1的柵極電位所需的驅(qū)動(dòng)容量。換句話(huà)說(shuō)，在省電模式中可以降低基片電位發(fā)生器電路的驅(qū)動(dòng)容量。
在第十三實(shí)施例中，防止在省電模式中產(chǎn)生亞閾值電流，從而降低了電流消耗。
附圖21所示為根據(jù)本發(fā)明第十四實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1600的示意電路圖。在根據(jù)第十四實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1600中，基片電位發(fā)生器電路70給晶體管Tr1的背部柵極(back gate)輸送小于外部電源Vss的電壓的基片電壓Vbb，該外部電源Vss的電壓輸送到晶體管Tr2的源極。
當(dāng)給N-溝道MOS晶體管的背部柵極輸送小于源極電位的電壓時(shí)，閾值根據(jù)在溝道區(qū)和耗散層之間的關(guān)系增加。因此，輸送到背部柵極的基片電壓Vbb使晶體管Tr1的閾值增加。為此，在省電模式中當(dāng)晶體管Tr1的柵電壓設(shè)置到外部電源Vss的電壓時(shí)，沒(méi)有亞閾值電流流進(jìn)晶體管Tr1。
在省電模式中第十四實(shí)施例防止在晶體管Tr1中產(chǎn)生亞閾值電流和在內(nèi)部電路1中產(chǎn)生亞閾值電流，從而降低了電流消耗。
附圖22所示為根據(jù)本發(fā)明的第十五實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1700的示意電路圖。電壓發(fā)生器電路1700是第十三實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1500和第十四實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1600的組合。
基片電位發(fā)生器電路70給晶體管Tr2的源極和晶體管Tr1的背部柵極輸送小于外部電源Vss的基片電壓Vbb。在這種情況下，與第十三實(shí)施例和第十四實(shí)施例相比，晶體管Tr1的閾值進(jìn)一步增加。因此，防止了在省電模式中產(chǎn)生亞閾值電流從而降低了電流消耗。
附圖23所示為根據(jù)本發(fā)明第十六實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1800的示意圖。電壓發(fā)生器電路1800是在附圖2中所示的已有技術(shù)的實(shí)例的改進(jìn)，其中降壓晶體管Tr4和基準(zhǔn)電壓鉗位晶體管Tr5都由P-溝道MOS晶體管構(gòu)成。
在源極從外部電路80給晶體管Tr5輸送大于外部電源Vcc的電壓的升壓電壓Vpp。電壓發(fā)生器電路(降壓電路)1800以與在正常模式中的已有技術(shù)的實(shí)例類(lèi)似的方式運(yùn)行。
在省電模式中，晶體管Tr5接通，而晶體管Tr4切斷。在這種情況下，由于晶體管Tr4的柵壓上升到升壓電壓Vpp，因此將其設(shè)置成高于源極電位，因此沒(méi)有亞閾值電流流進(jìn)晶體管Tr4。
輸送升壓電壓Vpp的電路80的最小容量可以為在省電模式中僅驅(qū)動(dòng)晶體管Tr4的柵極?？商鎿Q的是，可以控制電路80使其在省電模式中具有最小的容量。
第十六實(shí)施例防止在省電模式中產(chǎn)生亞閾值電流從而降低了電流消耗。
附圖24所示為根據(jù)本發(fā)明第十七實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1900的示意電路圖。在電壓發(fā)生器電路1900中，在包括P-溝道MOS晶體管的降壓晶體管Tr4的背部柵極上輸送升壓電壓Vpp。相應(yīng)地，晶體管Tr4的閾值增加，因此在省電模式如果晶體管Tr4的柵電位設(shè)置到外部電源Vcc的電壓則晶體管Tr4切斷。然而，在這種情況下，沒(méi)有亞閾值電流流進(jìn)晶體管Tr4，也沒(méi)有亞閾值電流流進(jìn)內(nèi)部電路1。因此，防止在省電模式中產(chǎn)生亞閾值電流從而降低了電流消耗。
附圖25所示為根據(jù)本發(fā)明的第十八實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路2000的示意電路圖。電壓發(fā)生器電路2000是第十六實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1800和第十七實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路1900的組合。
在第十八實(shí)施例中，給晶體管Tr5的源極和晶體管Tr4的背部柵極輸送升壓電壓。因此，與第十六實(shí)施例和第十七實(shí)施例相比，晶體管Tr4的閾值進(jìn)一步增加。因此，防止在省電模式中產(chǎn)生亞閾值電流從而降低了電流消耗。
對(duì)于本領(lǐng)域的熟練人員來(lái)說(shuō)，很顯然只要不脫離本發(fā)明的精神范圍本發(fā)明可以以任何其它的特定形式實(shí)施。特別是，應(yīng)該理解的是本發(fā)明也可以以如下的形式實(shí)施。
在第三實(shí)施例的電壓發(fā)生器電路500中，晶體管Tr20可以省去。
在省電模式中，可以將內(nèi)部電壓Vdd設(shè)置到在預(yù)定的內(nèi)部電壓和低電位外部電源Vss的電壓之間的中間值。在這種情況下，當(dāng)運(yùn)行模式從省電模式進(jìn)入正常模式中時(shí)，內(nèi)部電壓Vdd可以從低電位電源Vss的電壓迅速地恢復(fù)。
在第二至第四實(shí)施例中，在省電模式中基準(zhǔn)電壓Vg可以設(shè)置到在預(yù)定的基準(zhǔn)電壓和低電位電源Vss的電壓之間的中間電壓。在這種情況下，當(dāng)運(yùn)行模式從省電模式進(jìn)入正常模式中時(shí)，基準(zhǔn)電壓Vg可以從低電位電源Vss的電壓迅速地恢復(fù)。
在第五實(shí)施例中，在省電模式中基準(zhǔn)電壓Vg可以設(shè)置到在預(yù)定的基準(zhǔn)電壓和高電位電源Vdd的電壓之間的中間電壓。在這種情況下，當(dāng)運(yùn)行模式從省電模式進(jìn)入正常模式中時(shí)，基準(zhǔn)電壓Vg可以從高電位電源Vdd的電壓迅速地恢復(fù)。
在第七至第十八實(shí)施例中，在省電模式中內(nèi)部電路1的N-溝道MOS晶體管的柵電位可以設(shè)置得小于該晶體管的源極電位以防止產(chǎn)生亞閾值電流。
在第七至第十八實(shí)施例中，在省電模式中內(nèi)部電路1的N-溝道MOS晶體管的柵電位可以設(shè)置得大于該晶體管的源極電位以防止產(chǎn)生亞閾值電流。
在附圖20至25的相應(yīng)的電壓發(fā)生器電路1500、1600、1700、1800、1900、2000中，當(dāng)降壓晶體管切斷時(shí)，節(jié)點(diǎn)N1變得不穩(wěn)定。因此，晶體管可以耦合在節(jié)點(diǎn)N1和外部電源Vss之間以響應(yīng)省電信號(hào)pd接通該晶體管以將節(jié)點(diǎn)N1的電壓鉗位到外部電源Vss的電壓。
因此，本發(fā)明的實(shí)例和實(shí)施例都應(yīng)該認(rèn)為是實(shí)例性的而不是限制性的，因此本發(fā)明并不限于在此所給出的細(xì)節(jié)，在所附加的的范圍內(nèi)可以對(duì)其進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種電壓發(fā)生器電路，該電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以產(chǎn)生輸出電壓的電壓發(fā)生器(11a)；耦合到該電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位在第一電壓以切斷電壓發(fā)生器的基準(zhǔn)電壓鉗位電路(Tr2；Tr5，2)；以及耦合到電壓發(fā)生器以將輸出電壓鉗位在第二電壓的輸出電壓鉗位電路(Tr3；Tr6)；該電壓發(fā)生器電路的特征在于控制電路(12a；12b；12c；12d)，該控制電路連接到輸出電壓鉗位電路以在響應(yīng)省電信號(hào)切斷電壓發(fā)生器之后啟動(dòng)輸出電壓鉗位電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于控制電路包括檢查在基準(zhǔn)電壓中的變化以在基準(zhǔn)電壓達(dá)到預(yù)定的電平時(shí)產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)的基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路(13a；13b；13c；13d)；以及耦合到基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路以響應(yīng)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生鉗位信號(hào)以啟動(dòng)輸出電壓鉗位電路的鉗位信號(hào)發(fā)生器電路(14a；14b；14c；14d)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于電壓發(fā)生器包括響應(yīng)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生降壓電壓作為輸出電壓的MOS晶體管(Tr1；Tr4)，其中當(dāng)在基準(zhǔn)電壓和第一電壓之間的電位差等于或小于MOS晶體管的閾值時(shí)基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于第一和第二電壓是低電位電源電壓，電壓發(fā)生器包括響應(yīng)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生降壓電壓作為輸出電壓的N-溝道MOS晶體管(Tr1)，當(dāng)在基準(zhǔn)電壓和低電位電源電壓之間的電位差等于或小于N-溝道MOS晶體管的閾值時(shí)基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于第一電壓是高電位電源電壓，第二是低電位電源電壓，電壓發(fā)生器包括響應(yīng)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生降壓電壓作為輸出電壓的P-溝道MOS晶體管(Tr4)，當(dāng)在基準(zhǔn)電壓和高電位電源電壓之間的電位差等于或小于P-溝道MOS晶體管的閾值時(shí)基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。
6.一種電壓發(fā)生器電路，這種電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以通過(guò)降低外部電源電壓產(chǎn)生輸出電壓的電壓發(fā)生器；耦合該電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位在第一電壓以切斷電壓發(fā)生器的基準(zhǔn)電壓鉗位電路(Tr2；Tr5，2)；以及耦合到電壓發(fā)生器以將輸出電壓鉗位在第二電壓的輸出電壓鉗位電路(Tr3；Tr6)；該電壓發(fā)生器電路的特征在于控制電路(12a；12b；12c；12d)，該控制電路耦合到輸出電壓鉗位電路以在響應(yīng)省電信號(hào)停止通過(guò)電壓發(fā)生器產(chǎn)生輸出電壓之后啟動(dòng)輸出電壓鉗位電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于該控制電路包括檢查在基準(zhǔn)電壓中的變化以在基準(zhǔn)電壓達(dá)到預(yù)定的電平時(shí)產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)的基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路(13a；13b；13c；13d)；以及耦合到基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路以響應(yīng)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生鉗位信號(hào)以啟動(dòng)輸出電壓鉗位電路的鉗位信號(hào)發(fā)生器電路(14a；14b；14c；14d)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于電壓發(fā)生器包括響應(yīng)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生降壓電壓作為輸出電壓的MOS晶體管(Tr1；Tr4)，其中當(dāng)在基準(zhǔn)電壓和第一電壓之間的電位差等于或小于MOS晶體管的閾值時(shí)基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于第一和第二電壓是低電位電源電壓，電壓發(fā)生器包括響應(yīng)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生降壓電壓作為輸出電壓的N-溝道MOS晶體管(Tr1)，當(dāng)在基準(zhǔn)電壓和低電位電源電壓之間的電位差等于或小于N-溝道MOS晶體管的閾值時(shí)基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于第一電壓是高電位電源電壓，第二是低電位電源電壓，電壓發(fā)生器包括響應(yīng)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生降壓電壓作為輸出電壓的P-溝道MOS晶體管(Tr4)，當(dāng)在基準(zhǔn)電壓和高電位電源電壓之間的電位差等于或小于P-溝道MOS晶體管的閾值時(shí)基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于該控制電路包括延遲省電信號(hào)以產(chǎn)生啟動(dòng)輸出電壓鉗位電路的鉗位信號(hào)的延遲電路(17)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于該控制電路包括檢查在基準(zhǔn)電壓中的變化以在基準(zhǔn)電壓達(dá)到預(yù)定的電平時(shí)產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)的基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路(13a；13b；13c；13d)；耦合到基準(zhǔn)電壓檢測(cè)電路以響應(yīng)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生鉗位信號(hào)以啟動(dòng)輸出電壓鉗位電路的鉗位信號(hào)發(fā)生器電路(14a；14b；14c；14d)；延遲省電信號(hào)以產(chǎn)生經(jīng)延遲的省電信號(hào)的延遲電路(17)；以及耦合到延遲電路和鉗位信號(hào)發(fā)生器電路以接收鉗位信號(hào)和省電信號(hào)以產(chǎn)生預(yù)定的邏輯信號(hào)的邏輯電路(18)。
13.一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括一種電壓發(fā)生器電路，該電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以產(chǎn)生內(nèi)部電壓的電壓發(fā)生器(11a)；耦合到該電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位在第一電壓以切斷電壓發(fā)生器的基準(zhǔn)電壓鉗位電路(Tr2，Tr5，2)；和耦合到電壓發(fā)生器以將內(nèi)部電壓鉗位在第二電壓的內(nèi)部電壓鉗位電路(Tr3，Tr6)；以及耦合到電壓發(fā)生器和內(nèi)部電壓鉗位電路、通過(guò)內(nèi)部電壓?jiǎn)?dòng)并通過(guò)第二電壓切斷的內(nèi)部電路(1)，其特征在于該電壓發(fā)生器電路包括耦合到內(nèi)部電壓鉗位電路以在響應(yīng)省電信號(hào)切斷電壓發(fā)生器之后啟動(dòng)內(nèi)部電壓鉗位電路的控制電路(12a；12b；12c；12d)。
14.一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括一種電壓發(fā)生器電路，該電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以降低外部電源電壓以產(chǎn)生內(nèi)部電壓的電壓發(fā)生器；耦合到該電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位在第一電壓以切斷電壓發(fā)生器的基準(zhǔn)電壓鉗位電路(Tr2，Tr5，2)；和耦合到電壓發(fā)生器以將內(nèi)部電壓鉗位在第二電壓的內(nèi)部電壓鉗位電路(Tr3，Tr6)；以及耦合到電壓發(fā)生器和內(nèi)部電壓鉗位電路、通過(guò)內(nèi)部電壓?jiǎn)?dòng)并通過(guò)第二電壓切斷的內(nèi)部電路(1)，其特征在于該電壓發(fā)生器電路包括耦合到內(nèi)部電壓鉗位電路以在響應(yīng)省電信號(hào)停止通過(guò)電壓發(fā)生器產(chǎn)生內(nèi)部電壓之后運(yùn)行內(nèi)部電壓鉗位電路的控制電路(12a；12b；12c；12d)。
15.一種控制電壓發(fā)生器電路的方法，該電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以產(chǎn)生輸送到內(nèi)部電路的內(nèi)部電壓的電壓發(fā)生器，該方法包括如下的步驟響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位到第一電壓以切斷電壓發(fā)生器；該方法的特征在于如下的步驟在切斷電壓發(fā)生器之后將內(nèi)部電壓鉗位到第二電壓以切斷內(nèi)部電路。
16.一種電壓發(fā)生器電路，該電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以產(chǎn)生輸出電壓的電壓發(fā)生器(11，；Tr1，Tr4)；以及耦合到電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位到預(yù)定的鉗位電壓以切斷電壓發(fā)生器的基準(zhǔn)電壓鉗位電路(12；Tr2；Tr5)，該電壓發(fā)生器電路的特征在于當(dāng)電壓發(fā)生器切斷時(shí)亞閾值電流降低電路(R201；R202)用于降低流進(jìn)電壓發(fā)生器中的亞閾值電流。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于將輸出信號(hào)輸送到半導(dǎo)體器件的內(nèi)部電路，以及亞閾值電流降低電路包括設(shè)置平衡電壓的平衡電壓設(shè)置電路，在該平衡電壓上流進(jìn)電壓發(fā)生器的亞閾值電流平衡了流進(jìn)內(nèi)部電路的亞閾值電流。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于電壓發(fā)生器包括具有接收高電位電源電壓的漏極、接收基準(zhǔn)電壓的柵極和源極的N-溝道MOS晶體管(Tr1)，以及該平衡電壓設(shè)置電路包括耦合在N-溝道MOS晶體管的源極和外部電源之間的并具有較高的電阻的電阻器(R201)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于該電阻器耦合在N-溝道MOS晶體管的源極和在外部高電位電源和外部低電位電源之中的一個(gè)電源之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于開(kāi)關(guān)(Tr7)用于將電阻連接在N-溝道MOS晶體管的源極和在高電位電源和低電位電源之中的一個(gè)電源之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于電壓發(fā)生器包括具有接收高電位電源電壓的漏極、接收基準(zhǔn)電壓的柵極和源極的N-溝道MOS晶體管，以及該平衡電壓設(shè)置電路將平衡電壓輸送到N-溝道MOS晶體管的源極。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于亞閾值電流降低電路包括停止產(chǎn)生電壓發(fā)生器的亞閾值電流的亞閾值電流切斷電路。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于電壓發(fā)生器包括具有接收基準(zhǔn)電壓的柵極的MOS晶體管，以及該亞閾值電流切斷電路包括將在MOS晶體管的柵極的預(yù)定的鉗位電壓設(shè)置在可以切斷亞閾值電流的電壓的鉗位電壓設(shè)置電路(70)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于MOS晶體管是N-溝道MOS晶體管，以及該鉗位電壓設(shè)置電路將小于低電位電源電壓的基片電壓輸送到N-溝道MOS晶體管的柵極。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于MOS晶體管是P-溝道MOS晶體管，以及鉗位電壓設(shè)置電路將大于高電位電源電壓的升壓電壓輸送到P-溝道MOS晶體管的柵極。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于電壓發(fā)生器包括具有接收基準(zhǔn)電壓的柵極和背部柵極的MOS晶體管，以及該亞閾值電流切斷電路包括給MOS晶體管的背部柵極輸送可以切斷亞閾值電流的電壓的背部柵極電壓輸送電路。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于MOS晶體管是N-溝道MOS晶體管，以及背部柵極電壓輸送電路給N-溝道MOS晶體管的背部柵極輸送小于低電位電源的電壓的基片電壓。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于MOS晶體管是P-溝道MOS晶體管，以及背部柵極電壓輸送電路給P-溝道MOS晶體管的背部柵極輸送大于高電位電源的電壓的升壓電壓。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電壓發(fā)生器電路，其特征在于電壓發(fā)生器包括具有接收基準(zhǔn)電壓的柵極和背部柵極的MOS晶體管，以及該亞閾值電流切斷電路包括將在MOS晶體管的柵極的預(yù)定的鉗位電壓設(shè)置在可以切斷亞閾值電流的電壓的鉗位電壓設(shè)置電路(70)；以及給MOS晶體管的背部柵極輸送可以切斷亞閾值電流的電壓的背部柵極電壓輸送電路。
30.一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括電壓發(fā)生器電路，該電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以產(chǎn)生輸出電壓的電壓發(fā)生器(11，Tr1，Tr4)；和耦合到電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位到預(yù)定的鉗位電壓以切斷電壓發(fā)生器的基準(zhǔn)電壓鉗位電路(12；Tr2；Tr5)；以及耦合到電壓發(fā)生器并通過(guò)輸出電壓?jiǎn)?dòng)的內(nèi)部電路，該半導(dǎo)體器件的特征在于在電壓發(fā)生器切斷時(shí)降低流進(jìn)電壓發(fā)生器中的亞閾值電流的亞閾值電流降低電路(R201；R202)。
31.一種控制電壓發(fā)生器電路的方法，該電壓發(fā)生器電路具有產(chǎn)生輸出到內(nèi)部電路的內(nèi)部電壓的電壓發(fā)生器，該方法包括如下的步驟響應(yīng)省電信號(hào)切斷電壓發(fā)生器；該方法的特征在于包括如下的步驟將電壓發(fā)生器的內(nèi)部電壓設(shè)置到平衡電壓，在該平衡電壓上在切斷電壓發(fā)生器時(shí)流進(jìn)電壓發(fā)生器的亞閾值電流平衡了流進(jìn)內(nèi)部電路的亞閾值電流。
32.一種控制電壓發(fā)生器電路的方法，該電壓發(fā)生器電路具有電壓發(fā)生器，該電壓發(fā)生器由MOS晶體管組成，該方法包括如下的步驟響應(yīng)省電信號(hào)切斷MOS晶體管，該方法的特征在于如下的步驟給MOS晶體管的柵極和背部柵極極中的至少一個(gè)極輸送一電壓，在該電壓下當(dāng)切斷該MOS晶體管時(shí)可以切斷該亞閾值電流。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電壓發(fā)生器電路及其控制方法,該電壓發(fā)生器電路能夠防止在到省電模式的過(guò)渡狀態(tài)中產(chǎn)生直通電流,由此降低電流消耗。該電壓發(fā)生器電路包括由基準(zhǔn)電壓?jiǎn)?dòng)以產(chǎn)生輸出電壓的電壓發(fā)生器?；鶞?zhǔn)電壓鉗位電路耦合到該電壓發(fā)生器以響應(yīng)省電信號(hào)將基準(zhǔn)電壓鉗位在第一電壓以切斷電壓發(fā)生器。輸出電壓鉗位電路耦合到電壓發(fā)生器以將輸出電壓鉗位在第二電壓。控制電路耦合到輸出電壓鉗位電路以在響應(yīng)省電信號(hào)切斷電壓發(fā)生器之后啟動(dòng)輸出電壓鉗位電路。
文檔編號(hào)G05F1/46GK1379535SQ0210712
公開(kāi)日2002年11月13日 申請(qǐng)日期2002年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月5日
發(fā)明者佐藤一, 齊藤修一, 巖瀨章弘 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社